聚苯并咪唑纤维与其他纤维混纺织物定量方法的研究

2019-11-16郑少明连秋燕江珊珊李玲郭光振

中国纤检 2019年10期

文/郑少明连秋燕江珊珊李玲郭光振

1 引言

聚苯并咪唑纤维(英文名称为Polybenzimidazole fiber，简称PBI)是一种高性能纤维，具有耐高温、阻燃、化学稳定性好等优良特性，有“阻燃之王”的美誉，其在航空航天、军工国防、消防保护、交通通信、环保净化等领域应用十分广泛，尤其在消防领域有着极高的应用价值，由于火场温度一般能达到400℃以上，所以消防员的防护服是否能耐 400 ℃以上高温，是决定消防员生命安全的重要条件，而PBI纤维则是国际上广泛用于消防服的主要纤维之一[1-5]。

目前，国内将PBI纤维用于消防防护服的情况还比较少见，而随着该纤维的应用日趋广泛，PBI纤维与其他纤维混纺的相关纺织面料将不断涌现，虽然国内针对PBI纤维的合成、改性和应用[6-8]已经很多，但关于其定量分析方面相关的检测方法及标准研究尚未见报道。

本文结合纤维定量的两个标准GB/T 2910—2009《纺织品定量化学分析》[9]和FZ/T 01095—2002《纺织品氨纶产品纤维含量的测试方法》[10]，利用PBI的化学溶解性能[5]，探讨了PBI与其他纤维混纺时的定量方法，并得出了不同溶剂或溶液对PBI的修正系数，为PBI的定量分析提供了可靠依据。

2 试验

2.1 试验试剂

1mol/L碱性次氯酸钠、75%硫酸、甲酸/氯化锌、苯酚/四氯乙烷、80%甲酸、二甲基甲酰胺、80%硫酸、20%盐酸、丙酮、冰乙酸、二氯甲烷、二甲苯、苯甲醇、二甲基乙酰胺、环己酮（除标注浓度或含量的试剂外，其他试剂均为分析纯）。

2.2 试样

PBI，纯纤标准贴衬布（包括羊毛、棉、聚酯纤维、锦纶、腈纶、醋酯纤维），粘纤，氨纶，维纶，三醋酯纤维，聚乳酸纤维，聚丙烯纤维。

2.3 仪器

索氏萃取器；砂芯坩埚、抽滤装置、干燥器、具塞三角烧瓶；干燥烘箱，能保持温度为（105±3）℃；分析天平，精度0.0002g；水浴恒温振荡器。

2.4 试样的预处理

将试样放在索氏萃取器内，用乙醚萃取1h，每小时至少循环6次，待试样中的乙醚挥发后，把试样浸入冷水中浸泡1h，再在（65±5）℃的水中浸泡1h，两种情况下的浴比均为1:100，不断搅拌溶液、挤干、抽滤以去除试样中多余的水分[5]。

2.5 质量修正系数的确定

参照GB/T 2910—2009《纺织品定量化学分析》、FZ/T 01095—2002《纺织品氨纶产品纤维含量的测试方法》所规定的试验条件对PBI进行溶解试验，每种试验条件下备10个样品进行重复试验，根据式（1）分别求出其质量修正系数，取其平均值。

式中，di——PBI纤维在第i种试剂中的质量修正系数；

m0——PBI纤维的干燥质量，g；

mi——PBI纤维在第i种试剂中处理后的干燥质量，g。

PBI在不同溶剂或溶液中的质量修正系数见表1。

表1 PBI的质量修正系数

2.6 定量化学分析方法确定

由于PBI纤维具有优良的化学稳定性能，在各种常见溶剂或溶液中均不溶或部分溶解[5]，参考GB/T 2910—2009《纺织品定量化学分析》、FZ/T 01095—2002《纺织品氨纶产品纤维含量的测试方法》中不同纤维混纺时所使用的定量方法，当PBI纤维与蛋白质纤维、纤维素纤维、再生纤维素纤维、聚酯纤维、锦纶、腈纶、氨纶、维纶、醋酯纤维、三醋酯纤维、聚乳酸纤维、聚丙烯纤维混纺时，可选择合适的溶剂或溶液溶解对应的纤维，剩余PBI纤维，由此可初步确定PBI与其他纤维混纺产品的定量分析方法，具体方法见表2。